3. ERGEBNISSE
3.1 Untersuchungen ln der Westlichen Ostsee
3.1.3 Physiologische Untersuchungen an Picocyanobakterien
Durch den linsats von selektiven Eucaryonten-Inhibitoren (Colchizin, Cyclo- heximidi Sherr et al. 1986) konnte im September 1988 eine Kultur von Picocyanobakterien der Kieler Bucht isoliert werden. Diese war makro
skopisch grün gefärbt, was auf einen geringen Gehalt ah' Phyeoerythrin
E in s tra h lu n g (nE m ^ s - ' J E in s tra h lu n g (uE m - 2s -«J
Abb. 35s Begebnisse der Laborexperimente einer Phycocyanin-dominierten Ficocyanobakterien-Kultur aus der Kieler Bucht. a-e. Produktions-Licht-Kurven bei unterschiedlichen Temperaturen. £, Sthrsalzexperioente (Primir- preduktion der Kultur nach Zugabe verschiedener Hährsalae i» Vergleich su der unbehandelten, Mlhrsals-limitiertea Kultur (-1002); KOIf • Kontrolle, P04 * Phosphat, 103 « Kitrat, K02 - Hitrit, 8H4 - ABaoniu», Ä+P - Hitrat und Phosphat, f/2 * f/2-Hediust n. Gulllard).
deutet» und enthielt neben Chlorophyll a lediglich Zeaxanthin und ein weiteres« nicht identifiziertes Carotinoid (A. Stuhr, pers. Mitt.).
Um die im Freiland gefundene vertikale und saisonale Verbreitung der Picocyanobakterien zu verstehen, wurden Produktions-Licht-Kurven bei unter
schiedlichen Temperaturen aufgenommen und zum besseren Vergleich auf Produktion/Zelle normiert (Abb. 35a-e). Die Kulturen befanden sich zur Zeit der Experimente in der exponentiellen Wachstumsphase. Die Produktions- Lieht-Kurven zeigten bei 3.5 bis 15 °C eine Licht Inhibition der Primär- produktion bei mehr als 600 pJS m-2 s**x . Bei 17 °C und 600 |iE m-2 s-1 zeigte sich eine Produktionssättigung, die aber auch bei bis zu 1300 }iE ar2 s_x keine Inhibition bedingte. Bei 23 °C stieg die Produktion nahezu linear mit der Einstrahlung und zeigte auch bei 1300 ^E m -a s_x noch keine Sättigung.
Auch die maximale Produktion stieg mit der Temperatur; sie betrug bei Temperaturen bis 15 °G 4-6 fg C Zelle“1 h~x und 16 fg C Zelle-1 h~x bei 17 ÖC. lei 23 °C und 1300 }tE m -a s-x wurden bereits Über 30 fg G Zelle-1 h -x produziert.
An den gleichen Kulturen sollte im nähr salzlimitierten Stadium (alte Kulturen) ein Hinweis auf die Fähigkeit zur Stickstoff-Fixierung erhalten werden. Zu den nährsalzlimitierten Kulturen wurden einzelne Nährsalze gegeben und anschließend wurde die Primärproduktion gemessen (Abb. 35f).
Weder die alleinige Zugabe der Stickstoffquellen Nitrit und Ammonium noch von Phosphat vermochte die Produktion gegenüber der Kontrolle (unbehandelte Kultur) zu steigern? bei Zugabe von Nitrat ergab sich eine leichte Stei
gerung auf 1302 der Kontrolle. Nur die Zugabe von Nitrat und Phosphat sowie die Zugabe von f/2-Nährlösung nach Guillard (McLachlan 1973) verursachte eine Steigerung auf 2201 der Kontrolle. Unter den gegebenen Versuchsbedln- guagen ließ sich mit der angewandten Methode kein Hinweis auf eine Stickstoff-Fixierung oder Stickstoff-unabhängige Produktion erkennen.
3.2 Untersuchungen in der Arabischen See
3.2.1 Das Driftgebiet MET 5/3a vor der Küste von Oman 3.2.1.1 Hydrographie und Chemie
Der durch eine frei driftende Sinkstoff-Falle markierte Wasserkörper wurde während drei Driftphasen untersucht. Die erste Driftphase dauerte 2 Tage (Stn 301-303), die zweite Driftphase umfaßte die Tage 6 bis 10 (Stn 333- 359) und die dritte Phase die Tage 13 und 14 (Stn 387-392). Nach einer Westdrift während der ersten Driftphase beschrieb der Drifter anschließend
im wesentlichen eine antizyklonale Bewegung (Abb. 3b).
Abb. 36a-c stellt die Profile von Dichte (o-B), Salzgehalt und Temperatur der morgendlichen Stationen des Üntersuchungsgebietes vor der Küste des Sultanats Oman dar. Die Profile der Dichte weisen eine nur flache durch
mischte Schicht von ca. 20 m aus, die sich zum Ende der Untersuchung weiter verflacht. Unterhalb des Dichtesprungs schließt sich eine konstante Dichte
zunahme an.
Die Oberflächentemperatur betrug im Untersuchungsgebiet 25.0-25.5 °C und nahm mit der Zeit leicht zu (Abb. 3öb). Bis zum 10. Tag (Stn 358) war in ca. 20 m ein deutlicher Temperatursprung zu erkennen, der am letzten Tag (Stn 391) in etwa 10 m lag. Unterhalb der Thermokline nahm die Temperatur kontinuierlich ab. Die Profile der Temperatur zeigen eine auffallende Korrespondenz zu jenen der Dichte.
Der Salzgehalt der durchmischten Schicht lag bei 36.5-36.7 °/00 (Abb. 36c).
Von der ersten Phase des Driftexperimentes (Stn 301-303) liegen keine Salz
gehaltsprofile Im Maßstab der Abb. 36c vor; im vertikalen Verlauf entsprach der Salzgehalt aber dem Verlauf der Stn 333 und 341 (J. Ribbe, unveröff.
Daten). Auf den Stationen der zweiten Driftphase (Stn 351, 358) fand sich in 50-80 m eine Zone erhöhten Salzgehaltes* die das 'Arabien Sea High Salinity Water’ darstellen könnte. Die letzte Driftphase zeichnete sich dagegen durch einen annähernd konstanten Salzgehalt bis in 65 (Stn 387) bzw. 85 m (Stn 391) und eine deutliche Halokline darunter ausj letztere entsprach der Unterkante des »Arabien Sea High Salinity Water* in der zweiten Driftphase.
Die Hihrsalze Silikat, Phosphat und Nitrat (Abb. 37&-c) zeigten über den Untersuchung*zeitraum eine kontinuierliche Zunahme mit der Tiefe, wobei
SlatmnNr
Nr
Abb. 37t Klhraalakonaaatratioaea (¡mol l-3*} und BioB»**«-P*r*a»t«r auf A m Fahrtabeehaitt METS/3&. a. Fho«phat{ b. Silikat* c. Hitrati d. Hitritt e.
Caaaat-Chlorophyll Cjig l“x )i f . Partikulürsa Silikat Cjtg l-*)i g . ä b w a & m m dar ficocyaaobaktaria» CIO* lallaa l“x )i h. Aboadaa* dar Sacaryoatan <3 pa
{IO* lallaa 1-*).
Kitrat in 30-60 m eine deutlichere Nutrikline aufwies als die anderen Nähr- salze. In den oberen 30 m wurden weniger als 3 panol l-1 Silikat und Nitrat und weniger als 0.6 paol l-3- Phosphat gemessen. An der Unterkante der eu- photischen Zone (75 m) lagen die Konzentrationen deutlich über 12 jimol l_i für Silikat und Nitrat und über 1.6 funol l-x für Phosphat. Zum Ende der Untersuchung (ab Stn 358) lagen die Isoplethen um 10-20 m tiefer als zu Beginn der Untersuchung. Nitrit (Abb. 37d) zeigte konstant über den Unter
suchungszeitraum ein primäres Maximum von bis zu 0.86 paol l-1 in einem Tiefenhorizont von 35-50 m.
3.2.1.2 Abundanz und Biomasse des Phytoplanktons
Die Vertikalprofile der Fluoreszenz als relatives Maß für die Verteilung des Chlorophylls (Abb. 39) zeigten in der ersten Hälfte der Untersuchung (bis Stn 341) ein Maximum knapp unterhalb der Oberfläche. Die Profile waren dabei sehr unruhig, was auf ein Vorkommen größerer Phytoplankter deutet.
Unterhalb von 40-50 m nahm die Fluoreszenz stark ab und zeigte einen ruhigen Kurvenverlauf. Zwischen Tag 7 (Stn 341) und Tag 9 (Stn 351) erfolgte ein deutlicher Wechsel in der Qualität der Fluoreszenzprofile, es erfolgte eine Ausbildung eines typischen subtropischen Tiefen-Chlorophyll- Maximuras. Dieses verlagerte sich im Verlauf der nächsten 5 Tage von 10-30 m auf 15-40 a. Die Profile waren während dieser Phase deutlich ruhiger als zu Beginn der Untersuchung, während die Amplitude des Maximums zu Beginn und Ende der Untersuchung vergleichbar war.
Die aus Wasserproben gewonnenen Chlorophyll-Konzentrationen (Abb. 37e) folgten lat allgemeinen dem Verlauf der Fluoreszenzprofile. Nachdem sich zu Beginn der Untersuchung auf Stn 301 und 302 ein leichtes Maximum in 20-30 m fand» zeigte sich am Ende der ersten Driftphase (Stn 303) und zu Beginn der zweiten Briftphase (Stn 333-341) ein Oberflächenmaximuia des Chlorophylls.
Dieses verlagerte sich im weiteren Verlauf ln die Tiefe und am Ende der zweiten Driftphase und während der dritten Driftphase (Stn 391) fand sich ein deutliches Tiefen-Maximum in 30-50 m Tiefe. Die Chlorophyll-Konzen
trationen waren zu Beginn der Untersuchung mit mehr als 1.3 p,g l-3- im Maximum deutlich höher als zum lade der Untersuchung, als im Maximum nur M s zu 0.7 |tg l“3- gefunden wurden. Unterhalb 60 m betrugen die Konzen
trationen über den gesamten UntersuchungsZeitraum weniger als 0.3 fig l-1 . Eine mit dem Verlauf der Untersuchung deutlich abnehmende Tendenz zeigten such die über 75 m integrierten Chlorophyll-Werte (Abb. 40). Während der
ersten Driftphase lagen etwa 60 mg Chi a. m -2 vor. Zu Beginn der zweiten Driftphase (Stn 333) konnten noch 42 mg Chi a. m -2 gemessen werden, die auf ca. 30 mg Chi a. m~2 zum Ende dieser Driftphase (Stn 358) absanken. Auf Stn 391 (dritte Driftphase) wurden 35 mg Chi a m~2 gemessen.
Eine Srößenfraktionierung des Chlorophylls liegt nur von Stn 301 und 302 vor (Tage 1 und 2, erste Driftphasej Abb. 38). Während dieser Zeit zeigten alle Größenfraktionen ein Konzentrationsmaximum in 15-35 m Tiefe. Das Mikroplankton erreichte maximal 0.5 (Stn 301) bzw. 0.9 }ig l-1 (Stn 302), das Nanoplankton 0.08 bzw. 0.28 |xg l~x und das Picoplankton 0.6 bzw. 0.9 jig l“x . Mikro- und Picoplankton dominierten zu dieser Zeit in etwa gleichen Anteilen von 40-602 die Biomasse des Phytoplanktons, während das Nanoplank
ton nur 0-20Z zur Phytoplanktonbiomasse beitrug. Der Anteil des Picoplank- tons zeigte im Bereich des Chlorophyll-Maximums ein Minimum, wohingegen Mikro- und Nanoplankton in diesem Horizont ihre höchsten Anteile am
Gesamt-Chlorophyll erreichten.
Abb. 37f stellt die Entwicklung der Konzentration des partikulären Silikats während des Abschnittes MET 5/3a dar. Wenngleich die absoluten Konzen
trationen wegen methodischer Fehler nicht verläßlich sind (Pollehne, pers.
Mitt.), vermag die Abbildung aber doch einen qualitativen Eindruck über die relative Verteilung des partikulären Silikats geben. Es zeigten sich deut
lich höhere Konzentrationen in einem Tiefenhorizont von 10-30 a im Zeitraum von Tag 2 (Stn 302, 303) bis zur Mitte der zweiten Driftphase. Von Tag 9
(Stn 351) an erfolgte ein deutlicher Rückgang der Konzentration des parti
kulären Silikats über die gesamte Wassersäule, was zeitlich mit der deut
lichen Strukturänderung der Fluoreszenzprofile einherging. Zum Ende der Untersuchung fand sich nur noch ca. 1/8 der Konzentration des Beginns der Untersuchung.
Während die Picocyanobakterien (Abb. 37g) im Verlauf des gesamten Unter-suchungszeitraumes ein Oberflächenmaximum aufwiesen, neigten die Pico- flagellaten (Abb. 37h) eher zur Ausbildung eines Tiefen-Maximums in anfangs etwa 20 m, während der letzten Driftphase in 35-50 m. Die coccalen Blau
algen zeigten während der ersten Driftphase die deutlich höchsten Abun- danzen (£3.2-10* l-x), während in der zweiten Driftphase die niedrigsten Abundanzen (£6,9*10’' l-x an der Oberfläche) ermittelt wurden. Auf der letzten Driftphase wurden bis zu 8.4*10’ l~x gefunden. Während der ersten und zweiten Driftphaae fanden sich unterhalb von 40-45 m nur noch weniger als 10* Blaualgen l“x t auf Stn 391 (Tag 14, 3. Driftphase) verlagerte sich diese laopiethe auf 70 m. Auch die Picoflagellaten zeigten während der
a
i > 1
D*g i-' ]
0,2 0,4 0,8 0,8
301 M 302 M
• a - jo t N 302 N
Cug i " 1 1
0,2 0 ,4 0,6 0,3 1
301 P 302 P
[*«1
20
40
60
80
m
20 40 60 ao too
301 M 302 M
301 N 302 N
d [ rn ]
[ * ]
0 20 40 60 80 100
20
4Q
60
80
301 P 302 P
Abh. 38t Größ«tt£r*ktioni»rung des Chlorophylls auf dem Fahrtab»chnitt MET5/3& (its 301, 302}. », Xoaaeatratioa, des Mikro- tied Hasopls&ktons (ttg
1-*)! b. Anteil des Mikro** «ad Hanoplankton« C U s® Gesamt-Chlorophyll * e.
loa*eatr»tio» des fieoplsoktoas Cp« l“x b d. Anteil des Mcopleaktoas (Z) m S*»*art-Chlorophyll.
Abb. 39i Fluoreszenzprofile der morgendlichen Stationen de« Fahrtab
schnittes MET5/3a, relative Einheiten. Die Stationen 302-341 zeigten die gleichen Profile, daher ist nur Stn 303 als Beispiel dargestellt.
Beschriftung! Stn Hr., Tag Hr.
[mq Chi a m - 2 ] 70
60 50 40 30 20 10
° 301 302 303 333 341 351 358 391 Stationen
Abb. 401 Uber 0-73 » integrierte* Cfalorophyll C*g » “*) Faihrtkbschnitt M U S 13a.
[mg Chi a m 2 ]
Station Nr.
Abb. 41* friffllEprodaktioa de« gesamten Phytoplankton» und dar unterschie- i m m Fraktion«» Cjig 0 l~x h-%) auf das Fahrabteimitt METS/3a. i. Gesamt;
f>. Kikroplanktoni c. Hanoplanktonj d. Picoplankton.
Station Nr.
Abb. 421 a-c. ¿stall des Mikro- («}, Hano- (bj «ad Picoplankto*» (e) a» dar gesamten Primärproduktion {!>. d. In-iitu Asaimilatiottiratea (mg C (mg Chi j.)-x h-x ) das gesamten Phytoplanktons auf dem Fahrtabachnitt MST5/3*.
ersten Driftphase deutlich höhere Abundanzen (¿9-IO“ l-1) als während der zweiten Driftphase (S4.5-10® l~x ). Auf Stn 391 wurden maximal 7.2-10*
Flagellaten l-x gezählt. Die Picoplanktonbiomasse wurde durch die Pico- cyanobakterlen dominiert, die um den Faktor 10-20, teilweise 50, häufiger waren als die eucaryontischen Picoplankter,
3.2.1.3 Produktivität des Phytoplanktons
Die Primärproduktion (Abb. 41) zeigte in diesem Untersuchungsgebiet stets ein Oberflächeiunaximum, das während der ersten und zweiten Driftphase sehr deutlich (oberhalb 30 m) ausgeprägt war. An der Oberfläche wurden in der Regel mehr als 3 |ig C l-x h-x (£4.6 jxg C l-x h~x , Stn 303) gemessen. Unter
halb von 30 m nahm die Produktion rasch ab und betrug lag unterhalb von 40 tt weniger als 0.2 jig C l-3- h-x. Wie in den Fluoreszenzprofilen zeichnete
sich auch in der Primärproduktion eine Änderung ab Tag 9 (Stn 351) ab. Die Produktion war danach Insgesamt geringer und das Oberflächenmaximum (£1.6 m C l-1 h-3-) war deutlich schwächer ausgeprägt.
Biese Entwicklung wird auch aus der über 75 m integrierten Primärproduktion (Abb. 43) deutlich. Bis Stn 342 lag die Produktion relativ konstant bei 0.9 g C sra d_x. Stn 353 zeigte mit nur 0.3 mg G m-2 d~x die niedrigste Produktion, während der letzten Driftphase (Stn 391, 392) wurden 0.5-0.6 mg C ar* d~x produziert.
Alle drei unterschiedenen Größenfraktionen des Phytoplanktons hatten ihr Produktionemaximaffi an der Oberfläche und zeigten in ihren Isodiagrammen eine große Parallelität zur Gesamtproduktion (Abb. 41b-d). Das Mikro
plankton erreichte während der ersten und zweiten Driftphase bis zu 2.1 tig C l-x h**x (Stn 335), das Nanoplankton nur bis zu 0.5 ¡tg G l-x h-x (Stn 342). Unterhalb von 30-40 m produzierten beide Fraktionen weniger als 0.1 p,g C l-x hrx . Zum lade der zweiten Driftphase und während der dritten Driftphase zeigten beide Fraktionen eine deutlich niedrigere Produktion als zuvor. Das Picoplankton produzierte während der ersten und zweiten Drift
phase oberhalb von 30 & mehr als 0.5 jtg C l-x h-x und erreichte maximal 2.3 Hg C l~x hr3* (Stn 303). Auch in dieser Größenklasse fiel Stn 353 durch eine niedrige Produktion « Ö . 5 p,g C l~x h-x) aufs während der dritten Driftphase wurden aber oberhalb von 35 m wieder mehr als 0.5 ttg C l~x h-x (£1.1 jig C l~x h~x) gemessen. Das Hanoplaakton stellte mit meist weniger als 20Z einen nur unbedeutenden Teil der Gesamtproduktion (Abb. 42a-c), Nur zum Ende der zweiten Driftphase zeigten sich in 50-80 m höhere Anteile bis 87.51. Das
Mikroplankton zeigte höhere Anteile (>30-502) in der Oberflächenschicht und am unteren Rand der euphotischen Zone. Um 35 m dagegen zeigte sich in der Regel eine Zone niedrigerer Anteile (bis Null) dieser Fraktion. Das Pico- plankton wies im Gegenzug während der ersten und zweiten Driftphase leicht niedriere Anteile in der Oberflächenschicht auf. Sein Anteil lag aber während der ersten Driftphase allgemein über 452, während der zweiten Driftphase unterhalb 30 m über 702 (£1002). Auch hier zeichnete sich ab Stn 353 eine Veränderung ab, indem das Picoplankton von dieser Station an über die gesamte Wassersäule mehr als 632 (£1002) der Gesamtproduktion stellte und damit die Produktion des Phytoplanktons dominierte.
lationsrate (mg C (rag Chi a.)~x h _1) auf dem Fahrtabschnitt METS/3a.
Die Assimilationsraten des Phytoplanktons (Abb. 42d) wiesen im Gegensatz zu den Veränderungen in der Fluoreszenz und der Primärproduktion keine signi
fikante Veränderung auf und nahmen mit der Tiefe ab. An der Oberfläche be
trugen sie mehr als 3 mg C (mg Chi a)-3- h~x (£5.12 mg C (mg Chi a)“x h-x), unterhalb von 30 a weniger als 1 mg C (mg Chi a)“x h~x .
3.2.2 Das Driftgebiet MET5/3b in der zentralen Arabischen See
3.2.2.1 Hydrographie und Chemie
Aach in der zentralen Arabischen See wurde der durch eine treibende Sink- stoff-Falle markierte Wasserkörper in drei Driftphasen untersucht. Die erste Driftphase umfaßte 2 Tage (Stn 432-434), die zweite Driftphase die Tage 6 bis 9 (Stn 463-466) und die dritte Phase die Tage 13 bis 14 (Stn 493-495). Der Drifter zeigte über den gesamten Untersuchungszeitraum eine südöstliche Drift (Abb. 3c).
Die Dichteprofile (Abb. 44a) weisen, wie für das Untersuchungsgebiet vor der Küste von Oman, eine turbulente Durchmischungstiefe von nur 20-30 m aus, die während der zweiten Driftphase am tiefsten reichte. Unterhalb des Dichtesprunges, der in der gleichen Größenordnung wie auf dem ersten Abschnitt lag, schloß sich eine kontinuierliche Dichtezunahme an.
Der Oberflächensalzgehalt (Abb. 44b) lag bei 36.5-36.8 ° / 0 o . Während der ersten Driftphase stellten sich die Salzgehaltsprofile recht variabel dar und in 130 m deutete sich eine leichte Halokline an. Während der zweiten Driftphase dagegen zeigte sich eine leichte Halokline in 30-40 m Tiefe sowie, noch weniger deutlich ausgebildet, um 90 m. Während der dritten Driftphase verdeutlichete sich die Halokline in 80-90 m, während an der Oberfläche eine höhere Variabilität des Salzgehaltes zu erkennen war.
Die Oberflächentemperatur (Abb. 44c) lag mit 28.0-29.5 °C deutlich über der des Küstengebietes. Die Theraokiine fand sich während der ersten Driftphase in 20 m, während der zweiten Driftphase in 30 m und wiederum in 20 m während der dritten Phase, was dem Verlauf der Dichteprofile entspricht.
Während der ersten Driftphase fand sich eine weitere, weniger deutliche Theraokiine in etwa 130 m, die während der zweiten Untersuchungsphase nicht auftrat und während der dritten Phase in 95 m wiedergefunden wurde.
Silikat (Abb. 45b) lag in den oberen 50 n in Konzentrationen von weniger als 3 paol l-x vor, am ersten Tag und während der zweiten Driftphase weniger als 1 paol l~x . Auch Phosphat und Nitrat (Abb. 45a,c) waren in. der Oberfllcheaschicht verarmt, Nitrat lag meist unter der Nachweisgrenze, yj™.
Ausnahme bildete Stn 464, an der sich in 5 und 10 m höhere Konzentrationen von Silikat, Phosphat und Hitrat fanden. In etwa 50 m fand sich eine Nutricline, die im Falle des Silikats weniger deutlich ausgeprägt war. Stn
10
Abb. 45* Hührsalzkenientrationen (tuaol
!-*■)
und Biomasse-Parameter auf dem Fahrtabschnitt M&T5/3b. a. Phosphat} b. Silikats c. Kitrat{ d. Hitrit:®* Sesamt-Chlorophyll <p,g l-*>* f. Partikultrer organischer Kohlenstoff <u.g
1-a.j. g . Partikularer organischer Stickstoff <pg l-*}. h. Partikuläres Silikat Cp-g l“x}, absolute Werte sind ttberschÄt*t (F. Pollehne, oers.
Mitt., Abb. gibt nur relative Verteilung wieder.
465 fiel in den Phosphatkonzentrationen durch eine Tiefenverschiebung der Isoplethen im bis zu 60 m (1,2 ¡¿mol 1_1 Isoplethe) auf, die sich aber bei keinem der anderen Nährsalze widerspiegelte. An der Untergrenze der eupho- tischen Zone (80 m) lagen die Konzentrationen des Silikats bei 5-7
¡¿mol l“1 , des Phosphats bei 1.6 (¿mol l-3- und die des Nitrats bei 11-13
¡¿mol l-3-. Über den gesamten UnterBuchungszeitraum bildete das Nitrit ein primäres Maximum von bis zu 1.4 (¿mol l~x in einem Tiefenbereich von 50-80 m (Abb. 45d). Oberhalb und unterhalb dieser Tiefenzone lagen die Nitrit- Konzentrationen unter 0.1 ¡¿mol 1_1.
3.2.2,2 Abundanz und Biomasse des Phytoplanktons
Die Fluoreszenzprofile (Abb. 47) zeigten für dieses Untersuchungsgebiet einen sehr ruhigen Verlauf mit einem typischen subtropischen Tiefenmaximum.
Dieses war während der ersten Driftphase ausgesprochen schmal, zeigte eine große Amplitude und fand sich in 35-50 m. wahrend der zweiten und dritten Driftphase war die Amplitude deutlich niedriger und das Tiefenmaximum erstreckte sich über einen Tiefenhorizont von 40-50 m für die Stn 463-465
(Tag 6-8) und 45-70 m für die Stn 466-495 (Tag 9-14).
Chlorophyllmessungen aus diskreten Tiefen (Abb. 45e) liegen für das erste Driftgebiet nur für einige Tiefen der Stn 433 vor. Diese zeigten eine mit der Tiefe ansteigende Tendenz, die aufgrund fehlender Daten nach unten offene 0.6 ¡¿g l_x-Isoplethe verläuft in etwa 50 m. Obgleich die Schöpfer
probe aus 75 m deutlich unterhalb des Fluoreszenzpeaks hätte gelegen sein müssen, wurde mit 0.75 p,g l-1 nur unbedeutend weniger gemessen als in der Probe 55 m (0.80 {¿g l-2-), die, im Vergleich zum Fluoreszenzprofil deutlich tiefer gelegen, die höchste Konzentration aufwies. Während der zweiten und dritten Driftphase wurde das Tiefenmaximum der Fluoreszenz auch in den diskreten Chlorophyllproben sichtbar, die eine maximale Konzentration von 1.40 m l-3- (Stn 465, 75 m) erreichten. Im Chloropyllmaximum lagen die Konzentrationen stets über 0.8 jtg l-3-. Während sich in den Fluoreszenz
profilen Stn 466 durch eine tiefere Lage des Maximums auszeichnete, war dies in den Chlorophyllmes sungen auf Stn 465 der Fall, Generell lag das Chlorophyll-Maximum (50-65 m) tiefer als das Fluoreszenzmaximum.
In der in den oberen 75 m der Wassersäule enthaltenen Phytoplankton- Biomasse (Abb. 48) ließ sich kein Trend über die Untersuchungszeit erkennen. Es lagen durchschnittlich um 30 mg Chi a m~a vor, die Stn 465 und
466 fallen durch leicht höhere Konzentrationen (36 bzw. 38 mg Chi a m~a)
Abb. 46i Vertikale Verteilung des atomaren C/N-VerhÄltniasea der organischen Substanz auf dem Fahrtabschnitt MET5/3b.
Eine Größenfraktionierung des Chlorophyll liegt von je einer Station jeder Driftphase vor (Stn 432, 465, 4931 Abb. 49). Alle drei unterschiedenen Fraktionen zeigten ihr Chlorophyll -Maximum um 50 m. Das Maximum des Mikro- und Nanoplanktona war aber viel extremer als das des Picaplanktons, bei dem ein mit der Tiefe zunehmender Gradient festzustellen war. Das Mikroplankton erreichte m aximal 0.37 p,g l“3*, das Kanoplankton 0.14 |ig l~x und das Pico- plankton 0.60 p,g 1-*-. Der toteil von Mikro- und Kanoplankton m Gesamt - Chlorophyll lag jeweils bei 0-301 mit tendentiell höheren Werten an der Oberfliehe und unterhalb 50 m. Der Anteil des Picoplanktons war in Ober- fl&chennähe und unterhalb 50 m am niedrigsten, sank aber nicht unter 501.
Abb. 47i Fluoreszenzprofile der morgendlichen Stationen des Fahrtab
schnittes MET5/3b, relative Einheiten, Beschriftung* Stn Nr., Tag Nr.
[m g Chi a m
2
]4 0
---Stationen
Abb. 48* über 0-75 m integrierte« Chlorophyll (mg er*) auf dem Fafartab- schaitt MET5/3b.
fü E
[w |_11
0,1 0,2 0,3 0,4
“ 432 M“ 9 “ 465 M 493 M - 432 N - Q- 465 N 493 N
Cug r' ]
0 0,1 0,2 0,3 0 ,4 0,5 0,6 0,7
493 P
100
*65 492 U
4 8 5 M -*- 493 N
d I m 1
20 40 60 BO 100
0
20
---r - ■ i !--- ,
---40
SO v C
SG
432 P 493 P
465 P
Abb. 49i Größanfraktionierung de# Chlorophylls auf dem Fahrtabteimitt HET5/3b (Stn 432» 465, 493}* a. Konzentration des Mikro- und Ranoplankton*
(p»g !“*•} i b. Anteil de« Mikro- ««I Nanoplaoktons (1) am Gesamt-Chlorophyllj c. Koniantration das Plcoplanktons Cp>g l~x)t d. Anteil das Picoplanktont
Cf) «bi Gaaatat «Chlorophyll.
CB, PC [10® Zeilen !" ' ]
Abb. 50i Vcrtüctlprofll* der Abundtn* autotrophar Picoplankter CIO* Z«llen
«u£ dem F*hrt«b»clmifct MEf5/3b» Sta 432, 463, 465» 403. S» - Pico- ' cyMHilakt«ri«ft» FL - Iuc»ryont*n <3 pat, PC » *Prochlorophyt«tr.
Im Tiefenbereich von 15-50 m steuerte die kleinste Größenfraktion 75-1002 zum Gesamtchlorophyll bei.
Auch für das Untersuchungsgebiet der zentralen Arabischen See liegen Messungen des partikularen Silikats vor (Abb. 45h), die aber in ihren abso
luten Konzentrationen nicht vertrauenswürdig sind (F. Pollehne, pers.
Mitt.) und nur als Maß für die relative Verteilung angesehen werden können.
Sie zeigten ein deutliches Maximum im Tiefenhorizont von 40-70 m, der sich zum Ende der zweiten Driftphase leicht in die Tiefe verlagerte. Der Verlauf des partikularen Silikats folgt damit gut den Fluoreszenzprofilen des Untersuchungsgebietes, was auf ein vermehrtes Vorkommen von Diatomeen im Bereich des Fluoreszenzmaximums schließen läßt.
Als weitere Biomasse-Summenparameter liegen Messungen des partikularen Kohlenstoffs und Stickstoffs der zweiten und dritten Driftphase vor, deren Verlauf nahezu identisch ist (Abb. 45f,g). Auch hier wird deutlich, daß das Fluoreszenzmaximum im Untersuchungsgebiet ein Biomassemaximum des Planktons darstellte. Der partikulare Kohlenstoff erreichte eine maximale Konzen
tration von 274 }ig C l-x, der partikulare Stickstoff von 47 |ig C l-1. Wie auch beim Chlorophyll und partikulären Silikat wurden auf Stn 466 die höchsten Konzentrationen gefunden. Das C/N-Verhaitnis (atomar, Abb. 46) lag zwischen 5 und 8 und zeigte von Station zu Station eine hohe Varianz. Es ist ein leichter Trend zu leicht erhöhten Werten in 30-50 m Tiefe und leicht erniedrigten Werten in 60-90 m zu erkennen.
Zählungen des autotrophen Picoplanktons liegen von insgesamt vier Stationen (432, 463, 465, 493} Abb. 50) vor und zeigen die Abundanz der Picocyano- bakterien, Eucaryonten <3 jua und der hier als ’ Prochlorophyten*
bezeichneten rot fluoreszierenden Organismen von SO.5 pa Größe auf. Die Abundanz der Picocyanobakterien war während der ersten Driftphase deutlich höher (£61*10* l“x) als während der anderen Driftphasen (23.2*10* l-3-). Die Picoflagellaten dagegen zeigten über den gesamten Untersuchungszeitraum ähnliche Abundanzen (£4-5*10* l~a ), aber eine deutlich höhere Abundanz auf
bezeichneten rot fluoreszierenden Organismen von SO.5 pa Größe auf. Die Abundanz der Picocyanobakterien war während der ersten Driftphase deutlich höher (£61*10* l“x) als während der anderen Driftphasen (23.2*10* l-3-). Die Picoflagellaten dagegen zeigten über den gesamten Untersuchungszeitraum ähnliche Abundanzen (£4-5*10* l~a ), aber eine deutlich höhere Abundanz auf